JP6659142B2 - 磁性キャリア、二成分系現像剤、補給用現像剤、及び画像形成方法 - Google Patents
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Description
これらの諸要求を満たすキャリア粒子として高速化、連続化によってもトナーを壊すことのない比重2.0〜5.0程度の複合体粒子が広く使用されている。
キャリア粒子の特性向上の要求はとどまることがなく、特にフルカラー画像の高画質化を達成するためには、小粒径のトナーに対して磁性キャリアとしての帯電性に優れていることが要求される。
即ち、トナーに対して均一な帯電量を与え、かつ長時間の使用によっても帯電量が変化せず、さらに環境の変化によっても帯電量が変化しないことが重要であり、このような諸特性をみたす磁性キャリアとしては耐久性に優れていることが強く要求されている。
従来、磁性キャリアの耐久性を向上させるために、(1)磁性芯材粒子の粒子表面にシランカップリング剤などを含有するシリコーン樹脂被覆層を設けた磁性キャリア(特許文献1参照)がある。また、(2)磁性芯材粒子の粒子表面にカップリング剤を処理した上にさらにシリコーン樹脂を被覆した磁性キャリア(特許文献2参照)がある。さらに(3)磁性芯材粒子の粒子表面にアミノシランカップリング剤を処理し、それと反応し得る官能基を有する樹脂からなる被覆層を有する磁性キャリア(特許文献3参照)が知られている。
しかしながら、耐久性が優れている磁性キャリアは、現在最も要求されているところでさらなる向上が望まれている。
さらに、耐久性を向上させるために、被覆用樹脂や被覆状態の改良、あるいは添加剤等の付与を行っている例特許文献4、5、6参照)がある。こういった例により、種々の環境においても耐久性は向上するが、環境変動時の耐久性といった面で、さらなる改善が必要であった。
前記樹脂被覆層は、
i)脂環式の炭化水素基を有するアクリル酸エステル又は脂環式の炭化水素基を有するメタクリル酸エステルを含むモノマーを重合して得られる、酸価が0.0mgKOH/g以上3.0mgKOH/g以下の被覆用樹脂Aと、
ii)アクリル酸又はメタクリル酸を含むモノマーを重合して得られる、酸価が4.0mgKOH/g以上50.0mgKOH/g以下の被覆用樹脂Bと、
iii)Mg、Al、Zn、Ca、Sr、及びTiから選ばれる金属元素を含む金属酸化物粒子、及び/または炭酸塩粒子から選択される一種または二種以上の無機粒子
とを含有し、
前記樹脂被覆層に含有される全樹脂成分を100質量部としたとき、
i)前記被覆用樹脂Aの含有量は10質量部以上90質量部以下であり、
ii)前記被覆用樹脂Bの含有量は10質量部以上90質量部以下であり、
iii)前記無機粒子の含有量は1.0質量部以上50.0質量部以下
であり、
前記無機粒子は、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、及びアルミネートカップリング剤から選択される1種又は2種以上の化合物により表面処理された粒子であることを特徴とする磁性キャリアに関する。
また、本発明は、結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子を有するトナーと、磁性キャリアとを含有する二成分系現像剤であって、
前記磁性キャリアが、上記構成の磁性キャリアであることを特徴とする二成分系現像剤に関する。
また、本発明は、静電潜像担持体を帯電する帯電工程、前記静電潜像担持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成工程、前記静電潜像を二成分系現像剤を用いて現像し、トナー像を形成する現像工程、前記トナー像を中間転写体を介して又は介さずに、転写材に転写する転写工程、及び転写された前記トナー像を前記転写材に定着する定着工程を有し、現像器内の二成分系現像剤のトナー濃度の低下に応じて、補給用現像剤が現像器に補給され、現像器内で過剰になった磁性キャリアが必要に応じて現像器から排出される画像形成方法に使用するための補給用現像剤であって、
前記補給用現像剤は、補給用磁性キャリアと結着樹脂、着色剤及び離型剤を含有するトナー粒子を有するトナーとを含有し、
前記補給用現像剤は、前記補給用磁性キャリア1質量部に対して前記トナーを2質量部以上50質量部以下の配合割合で含有しており、
前記補給用磁性キャリアは、上記構成の磁性キャリアであることを特徴とする補給用現像剤に関する。
また、本発明は、静電潜像担持体を帯電する帯電工程、静電潜像担持体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成工程、前記静電潜像を現像器内の二成分系現像剤を用いて現像し、トナー像を形成する現像工程、前記トナー像を中間転写体を介して又は介さずに、転写材に転写する転写工程、転写されたトナー像を転写材に定着する定着工程を有し、現像器内の二成分系現像剤のトナー濃度の低下に応じて、補給用現像剤が現像器に補給され、現像器内で過剰になった磁性キャリアが必要に応じて現像器から排出される画像形成方法であって、
前記補給用現像剤は、補給用磁性キャリアと結着樹脂、着色剤及び離型剤を含有するトナー粒子を有するトナーとを含有し、
前記補給用現像剤は、前記補給用磁性キャリア1質量部に対して前記トナーを2質量部以上50質量部以下の配合割合で含有しており、
前記補給用磁性キャリアは、上記構成の磁性キャリアであることを特徴とする画像形成方法に関する。
さらに、本発明は、静電潜像担持体を帯電する帯電工程、前記静電潜像担持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成工程、前記静電潜像を二成分系現像剤を用いて現像し、トナー像を形成する現像工程、前記トナー像を中間転写体を介して又は介さずに、転写材に転写する転写工程、及び転写された前記トナー像を前記転写材に定着する定着工程を有する画像形成方法であって、
前記二成分系現像剤として、上記構成の二成分系現像剤を用いることを特徴とする画像形成方法に関する。
(M12O)x(M2O)y(Fe2O3)z
(式中、M1は1価、M2は2価の金属であり、x+y+z=1.0とした時、x及びyは、それぞれ0≦(x,y)≦0.8であり、zは、0.2<z<1.0である)
上記フェライトの原料を、秤量し、混合する。
粉砕・混合したフェライト原料を、大気中又は窒素雰囲気下で焼成温度700℃以上1200℃以下の範囲で、0.5時間以上5.0時間以下仮焼成し、フェライト化する。焼成には、例えば以下の炉が用いられる。バーナー式焼却炉、ロータリー式焼成炉、電気炉などが挙げられる。
工程2で作製した仮焼フェライトを粉砕機で粉砕する。
仮焼フェライトの粉砕品に対し、水、バインダーと、必要に応じて、細孔調整剤を加える。細孔調整剤としては、発泡剤や樹脂微粒子が挙げられる。発泡剤として、例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸アンモニウムが挙げられる。樹脂微粒子として、例えば、ポリエステル、ポリスチレン、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体のようなスチレン共重合体;ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、変性フェノール樹脂、マレイン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂;脂肪族多価アルコール、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジアルコール類及びジフェノール類から選択されるモノマーを構造単位として有するポリエステル樹脂;ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂、石油樹脂、ポリエステルユニットとビニル系重合体ユニットを有しているハイブリッド樹脂の微粒子が挙げられる。
次に、造粒品を800℃以上1400℃以下で1時間以上24時間以下焼成する。焼成温度を上げ、焼成時間を長くすることで、多孔質磁性コア粒子の焼成が進み、その結果、細孔径は小さく、かつ、細孔の数も減る。
以上の様に焼成した粒子を解砕した後に、必要に応じて、分級や篩で篩分して粗大粒子や微粒子を除去してもよい。
本発明の磁性キャリアは、多孔質磁性コア粒子の空孔の少なくとも一部に、樹脂が充填された磁性キャリアであることが好ましい。
図1において、静電潜像担持体1は図中矢印方向に回転する。静電潜像担持体1は帯電手段である帯電器2により帯電され、帯電した静電潜像担持体1表面には、静電潜像形成手段である露光器3により露光させ、静電潜像を形成する。現像器4は、二成分系現像剤を収容する現像容器5を有し、現像剤担持体6は回転可能な状態で配置され、且つ、現像剤担持体6内部に磁界発生手段をしてマグネット7を内包している。マグネット7の少なくとも一つは潜像担持体に対して対向の位置になるように設置されている。
酸価は、試料1gに含まれる酸を中和するために必要な水酸化カリウムのmg数である。すなわち、試料1g中に含有されている遊離脂肪酸及び樹脂酸などを中和するのに要する水酸化カリウムのmg数を酸価という。
フェノールフタレイン1.0gをエチルアルコール(95vol%)90mLに溶かし、イオン交換水を加えて100mLとし、フェノールフタレイン溶液を得る。
(A)本試験
試料2.0gを200mLの三角フラスコに精秤し、トルエン/エタノール(2:1)の混合溶液100mLを加え、5時間かけて溶解する。次いで、指示薬として前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化カリウム溶液を用いて滴定する。なお、滴定の終点は、指示薬の薄い紅色が約30秒間続いたときとする。
(B)空試験
試料を添加しない(すなわち、トルエン/エタノール(2:1)の混合溶液のみとする)以外は、上記操作と同様の滴定を行う。
得られた結果を下記式に代入して、酸価を算出する。
AV=[(B−A)×f×5.61]/S
粒度分布測定は、レーザー回折・散乱方式の粒度分布測定装置「マイクロトラックMT3300EX」(日機装社製)にて測定を行った。
SetZero時間 :10秒
測定時間 :10秒
測定回数 :1回
粒子屈折率 :1.81%
粒子形状 :非球形
測定上限 :1408μm
測定下限 :0.243μm
測定環境 :23℃、50%RH
トナーの重量平均粒径(D4)及び個数平均粒径(D1)は、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いた。実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで測定し、測定データの解析を行い、算出した。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250mL丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mLを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、解析ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100mL平底ビーカーに前記電解水溶液約30mLを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で3質量倍に希釈した希釈液を約0.3mL加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispersion System Tetora150」(日科機バイオス社製)の水槽内に所定量のイオン交換水を入れる。この水槽中に前記コンタミノンNを約2mL添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。なお、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行ない、重量平均粒径(D4)及び個数平均粒径(D1)を算出する。なお、専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、分析/体積統計値(算術平均)画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)である。また専用ソフトでグラフ/個数%と設定したときの、分析/個数統計値(算術平均)画面の「平均径」が個数平均粒径(D1)である。
測定装置は、回転平板型レオメーター「ARES」(TA INSTRUMENTS社製)を用いる。なお、下記測定試料としては、被覆用樹脂A及びBをトルエンに溶解させ混合し、溶媒除去して得られた試料、又は磁性キャリアからトルエンを用いて溶出させた被覆用樹脂を用いる。
(1)直径7.9mmのパラレルプレートを用いる。
(2)周波数(Frequency)1.0Hz
(3)印加歪初期値(Strain)を0.1%に設定する。
(4)25〜120℃の間を、昇温速度(Ramp Rate)2.0(℃/min)で測定を行う。尚、測定においては、以下の自動調整モードの設定条件で行う。自動歪み調整モード(Auto Strain)で測定を行う。
(5)最大歪(Max Applied Strain)を20.0%に設定する。
(6)最大トルク(Max Allowed Torque)200.0(g・cm)とし、最低トルク(Min Allowed Torque)0.2(g・cm)と設定する。
(7)歪み調整(Strain Adjustment)を20.0% of Current Strainと設定する。測定においては、自動テンション調整モード(Auto Tension)を採用する。
(8)自動テンションディレクション(Auto Tension Direction)をコンプレッション(Compression)と設定する。
(9)初期スタティックフォース(Initial Static Force)を100g、自動テンションセンシティビティ(Auto Tension Sensitivity)を40.0gと設定する。
(10)自動テンション(Auto Tension)の作動条件は、サンプルモデュラス(Sample Modulus)が1.0×103(Pa)以上である。
磁性キャリアから被覆層を分離する方法としては、磁性キャリアをカップに取り、トルエンを用いてコート樹脂を溶出させる。
LC−908(日本分析工業株式会社製)
JRS−86(同社;リピートインジェクタ)
JAR−2(同社;オートサンプラー)
FC−201(ギルソン社;フラクッションコレクタ)
[カラム構成]
JAIGEL−1H〜5H(20φ×600mm:分取カラム)(日本分析工業株式会社製)
[測定条件]
温度:40℃
溶媒:THF
流量:5ml/min.
検出器:RI
被覆用樹脂A、被覆用樹脂B、及び被覆用樹脂のピーク分子量(Mp)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用い、以下の手順で測定した。
作マニュアルに従い、下記の測定条件で測定した。
装置:高速GPC「HLC8120 GPC」(東ソー社製)
カラム:Shodex KF−801、802、803、804、805、806、807の7連(昭和電工社製)
溶離液 :THF
流速 :1.0ml/min
オーブン温度:40.0℃
試料注入量 :0.10ml
・ヒドロキシ基濃度の測定法
インジウム箔上に粒子10mg張り付ける。その際、インジウム箔部が露出しないように粒子を均一に張り付ける。30mlスクリュー管瓶にトリフルオロ酢酸無水物1.0mlを滴下し、系中を蒸気で飽和させる。系中にインジウム箔ごと粒子を入れ、トリフルオロ酢酸無水物雰囲気中に粒子を晒した状態で12時間放置する。この際、粒子がトリフルオロ酢酸無水物に直接付着しないように注意する。粒子をインジウム箔ごと系中から取り出し、設定温度25℃、減圧した乾燥機中に6時間放置した。得られた粒子に対して、XPS分析を行うと、トリフルオロ酢酸無水物由来のC1SXPSピーク(P1)と粒子由来元素のXPSピーク(P2)が検出されるため、下記式(2)に従い、粒子の表面官能基濃度を算出した。尚、測定条件は以下の通りである。
装置 :PHI5000VERSAPROBEII(アルバック・ファイ株式会社)
照射線 :Al Kd線
出力 :25W 15kV
PassEnergy:29.35eV
Stepsize :0.125eV
XPSピーク(P2):Ti2P(TiO2、MgTiO2、CaTiO2、SrTiO2)Zn2P3/2(ZnO)
Al2P(Al2O3)、Ca2P(CaCO3、CaO)、
Mg2P(MgO、MgCO3)、Sr3D(SrCO3)、
K2P(K2CO3)
粒子の表面官能基濃度[%]=P1/P2×100 (式2)
本発明における無機粒子の一次粒子の個数平均粒子径については、透過型電子顕微鏡にて、無機粒子の一次粒子の個数平均粒子径は走査電子顕微鏡でそれぞれ観察し、粒子の長軸と短軸の平均値を粒径とした。また粒子100個の粒径を測定してその平均値を一次粒子の個数平均粒子径とした。
工程1(秤量・混合工程)
Fe2O3 68.3質量%
MnCO3 28.5質量%
Mg(OH)2 2.0質量%
SrCO3 1.2質量%
上記フェライト原材料を秤量し、フェライト原料80質量部に水20質量部を加えて粉砕し、スラリーを調製した。スラリーの固形分濃度は、80質量%とした。
混合したスラリーをスプレードライヤー(大川原化工機社製)により乾燥した後、バッチ式電気炉で、窒素雰囲気下(酸素濃度1.0体積%)、温度1050℃で3.0時間焼成し、仮焼フェライトを作製した。
仮焼フェライトをクラッシャーで0.5mm程度に粉砕した後に、水を加え、スラリーを調製した。スラリーの固形分濃度を70質量%とした。1/8インチのステンレスビーズを用いた湿式ボールミルで3時間粉砕し、スラリーを得た。さらにこのスラリーを直径1mmのジルコニアを用いた湿式ビーズミルで4時間粉砕し、体積基準の50%粒子径(D50)が1.3μm仮焼フェライトスラリーを得た。
上記仮焼フェライトスラリー100質量部に対し、分散剤としてポリカルボン酸アンモニウム1.0質量部、バインダーとしてポリビニルアルコール1.5質量部の割合で添加した後、スプレードライヤー(大川原化工機社製)で球状粒子に造粒、乾燥した。得られた造粒物に対して、粒度調整を行った後、ロータリー式電気炉を用いて700℃で2時間加熱し、分散剤やバインダーなどの有機物を除去した。
窒素雰囲気下(酸素濃度1.0体積%)で、室温から焼成温度(1100℃)になるまでの時間を2時間とし、温度1100℃で4時間保持し、焼成した。その後、8時間をかけて温度60℃まで降温し、窒素雰囲気から大気に戻し、温度40℃以下で取り出した。
凝集した粒子を解砕した後に、目開き150μmの篩で篩分して粗大粒子を除去、風力分級を行い微粉を除去し、さらに磁力選鉱により低磁力分を除去して多孔質磁性コアを得た。得られた多孔質磁性コア粒子は、多孔質状で空孔を有していた。
得られた多孔質磁性コア粒子100質量部を混合撹拌機(ダルトン社製の万能撹拌機NDMV型)の撹拌容器内に入れ、60℃に温度を保ち、2.3kPaまで減圧しながら窒素を導入した。そこにSR2410(東レ・ダウコーニング社製シリコーンレジン)50質量%に対し、トルエン49.5質量部、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン0.5質量%をマルチブレンダーミキサーで10分撹拌したものを多孔質磁性コア粒子に滴下した。滴下量は多孔質磁性コア粒子100質量部対し、樹脂成分の固形分として4.0質量部となるように調整した。
個数平均粒径0.30μmのマグネタイト粉に対して、4.0質量%のシラン系カップリング剤(3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン)を加え、容器内にて100℃以上で高速混合撹拌し、それぞれの微粒子を処理した。
・フェノール 10質量部
・ホルムアルデヒド溶液 6質量部
(ホルムアルデヒド40%、メタノール10%、水50%)
・処理したマグネタイト 84質量部
上記材料と、28%アンモニア水5質量部、水20質量部をフラスコに入れ、撹拌、混合しながら30分間で85℃まで昇温・保持し、3時間重合反応させて、生成するフェノール樹脂を硬化させた。その後、硬化したフェノール樹脂を30℃まで冷却し、さらに水を添加した後、上澄み液を除去し、沈殿物を水洗した後、風乾した。次いで、これを減圧下(5mmHg以下)、60℃の温度で乾燥して、磁性体が分散された状態の球状の磁性キャリアコア2を得た。磁性キャリアコア2の体積分布基準の50%粒径(D50)は、38.5μmであった。
減圧下(1.5kPa)、温度60℃で維持されている遊星運動型混合機(ホソカワミクロン社製のナウタミキサVN型)に、表1及び表2に示す被覆用樹脂A、及び被覆用樹脂B、及び表3に示す無機粒子を投入する。比率は表4に示す通りとし、樹脂成分100質量部に対してトルエン900質量部を入れて、樹脂成分が十分に溶融するまで混合し、被覆用樹脂溶液を調製した。この被覆用樹脂を、表5に示す磁性キャリアコア100質量部に対して、樹脂成分の固形分として2.1質量部になるように、樹脂溶液を投入した。
・結着樹脂(ポリエステル樹脂 酸価;45mgKOH/g OH価;25mgKOH/g Mn;5,000 Mw;70,000) 100質量部
・C.I.ピグメントブルー15:3 6.0質量部
・1,4−ジ−t−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物 0.5質量部
・ノルマルパラフィンワックス(融点:78℃) 6.0質量部
上記の処方の材料を、ヘンシェルミキサー(FM−75J型、三井鉱山(株)製)でよく混合した後、温度130℃に設定した2軸混練機(PCM−30型、池貝鉄鋼(株)製)にて10kg/hのFeed量で混練(吐出時の混練物温度は約150℃)した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルで粗砕した後、機械式粉砕機(T−250:ターボ工業(株)製)にて15kg/hrのFeed量で微粉砕した。そして、重量平均粒径が5.5μmの粒子を得た。
・シアントナー粒子1 100質量部
・シリカ 3.5質量部
(ゾルゲル法で作製したシリカ微粒子にヘキサメチルジシラザン処理1.5質量%で表面処理した後、分級によって所望の粒度分布に調整したもの)
・酸化チタン 0.5質量部
(アナターゼ形の結晶性を有するメタチタン酸をオクチルシラン化合物で表面処理したもの)
90質量部の磁性キャリア1に対し、シアントナー1を10質量部加え、振とう機(YS−8D型:(株)ヤヨイ製)にて振とうし、二成分系現像剤300gを調製した。振とう機の振幅条件は200rpm、2分間とした。
Step;1(0枚から20万枚まで)
温度23℃/湿度5RH%(以下 N/L環境)
画像比率3%のFFH出力チャート
Step;2(20万枚から40万枚まで)
温度30℃/湿度80RH%(以下 H/H環境)
画像比率1%のFFH出力チャート
Step;3(400,000枚から600,000枚まで)
温度23℃/湿度5RH%(以下 N/L環境)
画像比率1%のFFH出力チャート
Step;4(60万枚から100万枚まで)
温度30℃/湿度80RH%(以下 H/H環境)
画像比率1%のFFH出力チャート
紙:レーザービームプリンター用紙CS−814(81.4g/m2)(キヤノンマーケティングジャパン株式会社)
画像形成速度:A4サイズ、フルカラーで、80(枚/min)で出力できるように改造した。
現像条件:現像コントラストを任意値で調整可能にし、本体による自動補正が作動しないように改造した。
Step;3で60万枚出力後、画像比率100%の00H出力チャート(A4全面ベタ白画像)を画像出力途中で電源を切り、クリーニングされる前の静電潜像担持体上を透明な粘着テープを密着させてサンプリングした。そして、1cm×20cm中の静電荷潜像担持体上に付着していた磁性キャリア粒子の個数をカウントし、1cm2当りの付着キャリア粒子の個数を算出し、以下の基準により評価した。評価はシアン単色で行った。
A:0個以上0.5個未満
B:0.5個以上1.0個未満
C:1.0以上1.5個未満
D:1.5個以上2.0個未満
E:2.0個以上2.5個未満
F:2.5個以上
Step;3において60万枚出力後、画像比率100%のFFH出力チャート(A4全面ベタ画像)を1枚出力した。
画像の先端(先に印刷された方)から0.5cm位置、画像の左端(先に印刷された方を上側とする)から5.0cm、15.0cm、25.0cmの3点、
画像の先端から7.0cm位置、画像の左端から5.0cm、15.0cm、25.0cmの3点、
画像の先端から14.0cm位置、画像の左端から5.0cm、15.0cm、25.0cmの3点、
画像の先端から20.0cm位置、画像の左端から5.0cm、15.0cm、25.0cmの3点
の合計12点とし、最も高い画像濃度と最も低い画像濃度の差を求めた。また50枚のうち最も濃度差のあったものを評価結果とした。
A:0.05未満
B:0.05以上0.10未満
C:0.10以上0.15未満
D:0.15以上0.20未満
E:0.20以上0.25未満
F:0.25以上
Step;3、Step;4において、各Stepの最初と最後に、画像比率100%のFFH出力チャート(A4全面ベタ画像)を1枚出力した。出力した画像は、上記濃度ムラで反射濃度を測定し、12点の平均値を算出した。
A:0.00以上0.04未満
B:0.04以上0.08未満
C:0.08以上0.12未満
D:0.12以上0.16未満
E:0.16以上0.20未満
F:0.20以上
Step;3において60万枚出力後、画像比率100%の00H出力チャート(A4全面ベタ白画像)を10枚出力し、白地部分の白色度をリフレクトメーター(東京電色社製)により測定した。その白色度と転写紙の白色度の差からカブリ濃度(%)を算出し、10枚の中で最もカブリ濃度の高いものを評価Yとした。評価基準は次の通りである。
A:0.4%未満
B:0.4%以上0.8%未満
C:0.8%以上1.2%未満
D:1.2%以上1.6%未満
E:1.6%以上2.0%未満
F:2.0%以上
Step;3とStep;4の最後に画像比率100%のFFH出力チャート(A4全面ベタ画像)を1枚出力した。出力した画像は、上記濃度ムラで反射濃度を測定し、12点の平均値を算出した。
A:0.00以上0.05未満
B:0.05以上0.10未満
C:0.10以上0.15未満
D:0.15以上0.20未満
E:0.20以上0.25未満
F:0.25以上
Step;4で100万枚耐久終了後、複写機内部を開けて内部のトナー飛散状況を確認した。判定基準は以下の通りとした
A:補給口の周りにのみ、若干飛散がある
B:補給口の周りにのみ、飛散がある
C:補給口の周りと極狭い範囲の周辺に、飛散がある
D:補給口の周りと周辺に、飛散がある
E:中間転写体の一部に若干の飛散がある
F:中間転写体の一部に飛散がある
上記評価Tから評価Zにおける評価ランクに対し、評価T、V、Y、Zは、(A=5、B=4、C=3、D=2、E=1、F=0)、評価U、W、Xは(A=10、B=8、C=6、D=4、E=2、F=0)として数値化し、合計値を以下の基準により判定を行った。
A:48以上50以下
B:40以上47以下
C:30以上39以下
D:20以上29以下
E:10以上19以下
F:9以下
実施例1と同様に、磁性キャリア2乃至4を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア5、6を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア7,8を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア9を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア10を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア11を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア12を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア13を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア14、15を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア16、17を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア18、19を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア20、21を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア22を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア23、24を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア25を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア26、27を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア28を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア29を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア30を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア31を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア32を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
Claims (12)
- 磁性キャリアコア表面に樹脂被覆層が形成された磁性キャリアであって、
前記樹脂被覆層は、
i)脂環式の炭化水素基を有するアクリル酸エステル又は脂環式の炭化水素基を有するメタクリル酸エステルを含むモノマーを重合して得られる、酸価が0.0mgKOH/g以上3.0mgKOH/g以下の被覆用樹脂Aと、
ii)アクリル酸又はメタクリル酸を含むモノマーを重合して得られる、酸価が4.0mgKOH/g以上50.0mgKOH/g以下の被覆用樹脂Bと、
iii)Mg、Al、Zn、Ca、Sr、及びTiから選ばれる金属元素を含む金属酸化物粒子、及び/または炭酸塩粒子から選択される一種または二種以上の無機粒子
とを含有し、
前記樹脂被覆層に含有される全樹脂成分を100質量部としたとき、
i)前記被覆用樹脂Aの含有量は10質量部以上90質量部以下であり、
ii)前記被覆用樹脂Bの含有量は10質量部以上90質量部以下であり、
iii)前記無機粒子の含有量は1.0質量部以上50.0質量部以下
であり、
前記無機粒子は、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、及びアルミネートカップリング剤から選択される1種又は2種以上の化合物により表面処理された粒子であることを特徴とする磁性キャリア。 - 前記無機粒子の一次粒子の個数平均粒子径が、50nm以上2000nm以下である請求項1に記載の磁性キャリア。
- 前記金属酸化物粒子は、MgO、Al2O3、ZnO、TiO2、SrTiO3、CaTiO3、及びMgTiO3から選択される1種又は2種以上である請求項1または2に記載の磁性キャリア。
- 前記炭酸塩粒子は、CaCO3、MgCO3、及びSrCO3から選択される1種又は2種以上である請求項1または2に記載の磁性キャリア。
- 表面処理された前記無機粒子の表面のヒドロキシ基濃度は、10.0%以上である請求項1乃至3のいずれか1項に記載の磁性キャリア。
- 前記被覆用樹脂Aは、脂環式の炭化水素基を有するアクリル酸エステル又は脂環式の炭化水素基を有するメタクリル酸とマクロモノマーとを共重合することにより得られた重合体であり、
前記マクロモノマーは、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリルから選ばれる1種又は2種以上のモノマーを重合することにより得られたマクロモノマーである請求項1乃至5のいずれか1項に記載の磁性キャリア。 - 前記被覆用樹脂Bは、アクリル酸またはメタクリル酸と、極性基を有するモノマーとを共重合することにより得られた重合体であって、前記極性基を有するモノマーが、カルボキシ基及び/またはスルホン酸基を有するモノマーである請求項1乃至6のいずれか1項に記載の磁性キャリア。
- 前記樹脂被覆層の70℃以上100℃以下における粘弾性測定において、貯蔵弾性率(G’)の最小値が9.0×107Pa以上1.0×1010Pa以下であり、損失弾性率(G”)の最小値が9.0×106Pa以上1.0×109Pa以下である請求項1乃至7のいずれか1項に記載の磁性キャリア。
- 結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子を有するトナーと、磁性キャリアとを含有する二成分系現像剤であって、
前記磁性キャリアが、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の磁性キャリアであることを特徴とする二成分系現像剤。 - 静電潜像担持体を帯電する帯電工程、前記静電潜像担持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成工程、前記静電潜像を二成分系現像剤を用いて現像し、トナー像を形成する現像工程、前記トナー像を中間転写体を介して又は介さずに、転写材に転写する転写工程、及び転写された前記トナー像を前記転写材に定着する定着工程を有し、現像器内の二成分系現像剤のトナー濃度の低下に応じて、補給用現像剤が現像器に補給され、現像器内で過剰になった磁性キャリアが必要に応じて現像器から排出される画像形成方法に使用するための補給用現像剤であって、
前記補給用現像剤は、補給用磁性キャリアと結着樹脂、着色剤及び離型剤を含有するトナー粒子を有するトナーとを含有し、
前記補給用現像剤は、前記補給用磁性キャリア1質量部に対して前記トナーを2質量部以上50質量部以下の配合割合で含有しており、
前記補給用磁性キャリアは、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の磁性キャリアであることを特徴とする補給用現像剤。 - 静電潜像担持体を帯電する帯電工程、静電潜像担持体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成工程、前記静電潜像を現像器内の二成分系現像剤を用いて現像し、トナー像を形成する現像工程、前記トナー像を中間転写体を介して又は介さずに、転写材に転写する転写工程、転写されたトナー像を転写材に定着する定着工程を有し、現像器内の二成分系現像剤のトナー濃度の低下に応じて、補給用現像剤が現像器に補給され、現像器内で過剰になった磁性キャリアが必要に応じて現像器から排出される画像形成方法であって、
前記補給用現像剤は、補給用磁性キャリアと結着樹脂、着色剤及び離型剤を含有するトナー粒子を有するトナーとを含有し、
前記補給用現像剤は、前記補給用磁性キャリア1質量部に対して前記トナーを2質量部以上50質量部以下の配合割合で含有しており、
前記補給用磁性キャリアは、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の磁性キャリアであることを特徴とする画像形成方法。 - 静電潜像担持体を帯電する帯電工程、前記静電潜像担持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成工程、前記静電潜像を二成分系現像剤を用いて現像し、トナー像を形成する現像工程、前記トナー像を中間転写体を介して又は介さずに、転写材に転写する転写工程、及び転写された前記トナー像を前記転写材に定着する定着工程を有する画像形成方法であって、
前記二成分系現像剤として、請求項9に記載の二成分系現像剤を用いることを特徴とする画像形成方法。
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